[发明专利]开关元件

说明书

本发明提供一种能够有效地对电场集中在栅电极与漏极之间区域的一部分处的情况进行抑制的开关元件。该开关元件具有：电子传输层；电子供给层，其被配置于所述电子传输层之上，且与所述电子传输层形成异质结；源极，其与所述电子供给层相接；漏极，其在与所述源极分离的位置处与所述电子供给层相接；第一栅电极，其位于所述电子供给层的上部且从上侧进行俯视观察时位于所述源极与所述漏极之间。所述第一栅电极与所述漏极在所述电子供给层的上部处电连接。所述开关元件具有与所述第一栅电极和所述漏极之间的电阻相比而较低的导通电阻。

技术领域

本说明书所公开的技术涉及一种开关元件。

背景技术

在日本特开2010-109117号公报中，公开了一种具有GaN层和AlGaN层的开关元件。GaN层与AlGaN层形成异质结。因此，在GaN层和AlGaN层的界面上形成有二维电子气体(以下，也称为2DEG)。在AlGaN层之上配置有栅电极。当使栅极电位低于阈值时，栅电极的下部的2DEG将消失。于是，异质结的2DEG向漏极侧和源极侧被分离。因此，电流不会在漏极与源极之间流通。即，开关元件断开。当使栅极电位高于阈值时，在栅电极的下部将出现2DEG，从而漏极与源极之间通过2DEG而被连接。因此，电流在漏极与源极之间流通。即，开关元件导通。以此方式，通过对栅极电位进行控制，从而能够使开关元件进行开关。另外，也存在上述的阈值高于0V(即，与源极为同电位)和低于0V的情况。阈值高于0V的开关元件为常闭型，阈值低于0V的开关元件为常开型。此外，也存在于异质结上形成有二维孔气体(以下，也称为2DHG)的开关元件。使用二维孔气体的开关元件在使栅极电位低于阈值的情况下被设为导通，在使栅极电位高于阈值的情况下被设为断开。

在上述的任意的开关元件中，当使开关元件断开时，将会在栅电极与漏极之间于半导体层中产生电场。此时，一般情况下，电场易于集中在栅电极的漏极侧的端部附近的半导体层(例如，在日本特开2010-109117号公报的情况下为AlGaN层)上。当在半导体层中产生较高的电场时，开关元件的耐压将变得恶化。相对于此，引用文献1的开关元件在AlGaN层的上部具有从栅电极向漏极侧延伸的场板。场板被配置在覆盖AlGaN层的表面的绝缘层之上。场板由于与栅电极连接，因此具有与栅电极大致相同的电位。当以此方式而配置有场板时，栅电极的向漏极侧的端部附近的电场集中将被缓和。

发明内容

发明所要解决的问题

在日本特开2010-109117号公报的开关元件中，由于场板与漏极之间的距离较短，因此电场会集中在场板与漏极之间。电场尤其易于集中在场板的漏极侧的端部的附近。因此，在该端部的附近的半导体层(例如，AlGaN层)上也会产生较高的电场。在该结构中，也无法充分地提高开关元件的耐压。因此，在本说明书中，提供一种利用了异质结(即，2DEG或者2DHG)的开关元件，所述开关元件能够有效地对电场集中在栅电极与漏极之间的区域的一部分处的情况进行抑制。

用于解决问题的方法

本说明书所公开的开关元件具有电子传输层、电子供给层、源极、漏极和第一栅电极。所述电子供给层位于所述电子传输层之上，且与所述电子传输层形成异质结。所述源极与所述电子供给层相接。所述漏极在与所述源极分离的位置处与所述电子供给层相接。所述第一栅电极位于所述电子供给层的上部且从上侧进行俯视观察时位于所述源极与所述漏极之间。所述第一栅电极在所述电子供给层的上部处与所述漏极电连接。所述开关元件的导通电阻与所述第一栅电极和所述漏极之间的电力电阻相比而较低。